はんだ印刷機及びはんだ付け方法
【課題】スルーホールを有するプリント基板にクリームはんだを印刷した後のクリームはんだの落下を防止すること。
【解決手段】本発明にかかるはんだ印刷装置は、開口部３１を有するメタルマスク３０を介して、クリームはんだ１８をプリント基板２０に形成されたスルーホール２１内に印刷するスキージ１３と、クリームはんだ１８を印刷する際に、プリント基板２０を保持するバックアップ治具１５と、プリント基板２０のスルーホール２１に対応して設けられた圧力室１６と、圧力室１６にエアーを印加するエアー供給口１７とを備え、スルーホール２１内に印刷されたクリームはんだ１８に対し、プリント基板２０の下面側から正圧を印加してプリント基板２０の上面側に移動させる。
【解決手段】本発明にかかるはんだ印刷装置は、開口部３１を有するメタルマスク３０を介して、クリームはんだ１８をプリント基板２０に形成されたスルーホール２１内に印刷するスキージ１３と、クリームはんだ１８を印刷する際に、プリント基板２０を保持するバックアップ治具１５と、プリント基板２０のスルーホール２１に対応して設けられた圧力室１６と、圧力室１６にエアーを印加するエアー供給口１７とを備え、スルーホール２１内に印刷されたクリームはんだ１８に対し、プリント基板２０の下面側から正圧を印加してプリント基板２０の上面側に移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ印刷機及びはんだ付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板に部品をはんだ付けする方法として、メタルマスクを用いてプリント基板の所定の位置にクリームはんだを印刷し、はんだを加熱溶融して部品をはんだ付けする方法が知られている。従来から、リード付の挿入部品に対しても、このような表面実装技術（ＳＭＴ：Surface mount technology）が適用されている。
【０００３】
特許文献１には、プリント基板のスルーホールに部品のリードを挿入してはんだ付けする方法が記載されている。特許文献１に記載のメタルマスクには、スルーホール上の一部にリードと略同径の目隠し部が設けられている。このようなメタルマスクを用いてクリームはんだを印刷することにより、スルーホールに供給されるクリームはんだにリードと略同径の孔が設けられる。これにより、スルーホールにリードを挿入した場合に、クリームはんだが押し出されるのを防止し、はんだ量が不足するのを抑制している
【０００４】
特許文献２には、プリント基板の表面と裏面の両方に、表面実装部品、挿入部品を実装する方法が記載されている。特許文献２では、裏面のパッドにクリームはんだを供給する際にスルーホールにもクリームはんだを予め供給している。その後、裏面と同様に、表面のパッドとスルーホール上にクリームはんだを印刷して、表面・裏面同時にはんだ付けを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３０５２７２号公報
【特許文献２】特開平９−２７６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
挿入部品をＳＭＴで実装する場合、接合の信頼性及び検査の視認性を確保するため、部品とプリント基板の接合部のはんだ量を十分に確保することが重要となる。
【０００７】
特許文献１において、十分なはんだ量を確保するために、メタルマスクの開口面積の拡大やメタルマスク厚を厚くすることが考えられる。しかしながら、開口面積を拡大すると、はんだがスルーホールを覆って広く印刷されることとなる。このはんだが、溶融時に引きちぎられてはんだボールとなり、狭ピッチのＩＣに付着すると、回路ショートが発生する恐れがある。また、メタルマスク厚を厚くすると、はんだがプリント基板上に転写されず、メタルマスクに詰まったままとなる、いわゆる版抜け不良が発生するおそれがある。
【０００８】
特許文献２では、表面と裏面の両面において、スルーホール上にはんだを印刷している。しかし、版抜け不良を起こさないためのメタルマスク厚はせいぜい数百μｍであるため、挿入部品に必要なはんだ量を確保しようとすると、メタルマスク厚を厚くする必要があり、上記と同様の問題が発生する。
【０００９】
また、クリームはんだを塗布するためのスキージの速度や角度等を調整して、スルーホール内にクリームはんだを押し込むことによりはんだ量を確保しようとすると、次の工程にプリント基板を搬送する際、あるいは、リードをスルーホール内に挿入したときに、クリームはんだが落下してしまう恐れがある。
【００１０】
メタルマスクによる印刷工程では、挿入部品が実装される箇所のみを局所的にはんだ厚を厚くできないため、はんだ印刷機と併せて、インクジェット式やディスペンサ式のはんだ供給装置を用いることも考えられる。しかし、これらの装置への投資が必要となるとともに、加工時間が長くなるという問題が発生する。
【００１１】
一方、はんだ量の不足分をチップ型はんだ等の整形はんだで補う方法も考えられる。しかし、チップ型はんだを実装するためのプリント基板上のデッドスペースが増加したり、及びクリームはんだより高価なチップはんだの部品費がかかるという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記のような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、スルーホールを有するプリント基板にクリームはんだを印刷した後のクリームはんだの落下を防止することができるはんだ印刷装置及びはんだ付け方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様に係るはんだ印刷機は、開口部を有するマスクを介して、クリームはんだをプリント基板に形成されたスルーホール内に印刷するスキージと、前記スルーホール内に印刷されたクリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させる圧力印加部とを備える。これにより、クリームはんだの落下の恐れを低減することができる。
【００１４】
本発明の第２の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、前記圧力印加部は、印刷されたクリームはんだに対し、前記プリント基板の下面側から正圧を印加して移動させることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第３の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、前記クリームはんだを印刷する際に、前記プリント基板を保持するバックアップ治具をさらに備え、前記圧力印加部は、前記バックアップ治具に設けられることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第４の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、前記圧力印加部は、前記プリント基板の前記スルーホールに対応して設けられた圧力室と、前記圧力室にエアーを印加するエアー供給口とを含むものである。
【００１７】
本発明の第５の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、複数のスルーホールに対して１つの前記圧力室が設けられていることを特徴とするものである。これにより、複数のスルーホールに対して均等に圧力を印加することが可能となる。
【００１８】
本発明の第６の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、複数のスルーホールにそれぞれ対応して、複数の圧力室が設けられていることを特徴とするものである。これにより、複数のスルーホールのそれぞれに合わせて、圧力を調整することが可能となる。
【００１９】
本発明の第７の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、前記複数のスルーホールの形状に対応して、異なる圧力が印加されることを特徴とするものである。これにより、各スルーホールにおいて、クリームはんだを落下を防止できる最適な状態にすることが可能となる。
【００２０】
本発明の第８の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、前記圧力印加部は、印刷されたクリームはんだに対し、前記プリント基板の上面側から負圧を印加することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第９の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、前記スルーホール内に印刷された前記クリームはんだが、前記プリント基板の下面から突出するか否かを観察するセンサを備えることを特徴とするものである。これにより、より確実にクリームはんだの落下を防止することが可能となる。
【００２２】
本発明の第１０の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、前記スルーホール内に印刷された前記クリームはんだが、前記スルーホール内から前記プリント基板上の前記スルーホール近傍に移動したか否かを観察するセンサをさらに備える請求項１〜９のいずれか１項に記載のはんだ印刷装置。これにより、確実にクリームはんだの落下を防止することが可能となる。
【００２３】
本発明の第１１の態様に係るはんだ付け方法は、プリント基板に形成されたスルーホールにリード付の挿入部品をはんだ付けするはんだ付け方法であって、前記スルーホール内にクリームはんだを印刷し、前記クリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させ、前記クリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させた後に、前記リードを前記スルーホールに挿入し、前記クリームはんだを加熱することを特徴とする。これにより、プリント基板の搬送中や、リード挿入時のクリームはんだの落下の恐れを抑制することができる。
【００２４】
本発明の第１２の態様に係るはんだ付け方法は、上記のはんだ付け方法において、前記クリームはんだが前記プリント基板の下面から突出しないように、前記クリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させることを特徴とする。これにより、より確実にクリームはんだの落下を防止することが可能となる。
【００２５】
本発明の第１３の態様に係るはんだ付け方法は、上記のはんだ付け方法において、前記クリームはんだが前記スルーホール内に残存しないように、当該クリームはんだを前記プリント基板上の前記スルーホール近傍に移動させることを特徴とする。これにより、確実にクリームはんだの落下を防止することが可能となる。
【００２６】
本発明の第１４の態様に係るはんだ付け方法は、上記のはんだ付け方法において、前記プリント基板の下面側から正圧を印加する、又は、前記プリント基板の上面側から負圧を印加することにより、前記クリームはんだを移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、スルーホールを有するプリント基板にクリームはんだを印刷した後のクリームはんだの落下を防止することができるはんだ印刷装置及びはんだ付け方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態１に係るはんだ印刷装置の構成を示す図である。
【図２Ａ】実施の形態１に係るはんだ印刷機の動作を説明する図である。
【図２Ｂ】実施の形態１に係るはんだ印刷機の動作を説明する図である。
【図２Ｃ】実施の形態１に係るはんだ印刷機の動作を説明する図である。
【図２Ｄ】実施の形態１に係るはんだ印刷機の動作を説明する図である。
【図２Ｅ】実施の形態１に係るはんだ印刷機の動作を説明する図である。
【図２Ｆ】実施の形態１に係るはんだ印刷機の動作を説明する図である。
【図３Ａ】実施の形態１に係るはんだ付け方法を説明する図である。
【図３Ｂ】実施の形態１に係るはんだ付け方法を説明する図である。
【図３Ｃ】実施の形態１に係るはんだ付け方法を説明する図である。
【図３Ｄ】実施の形態１に係るはんだ付け方法を説明する図である。
【図３Ｅ】実施の形態１に係るはんだ付け方法を説明する図である。
【図３Ｆ】実施の形態１に係るはんだ付け方法を説明する図である。
【図４】実施の形態２に係るはんだ印刷装置の構成を示す図である。
【図５Ａ】はんだ付け方法の比較例を示す図である。
【図５Ｂ】はんだ付け方法の比較例を示す図である。
【図５Ｃ】はんだ付け方法の比較例を示す図である。
【図５Ｄ】はんだ付け方法の比較例を示す図である。
【図５Ｅ】はんだ付け方法の比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明は、メタルマスクを用いてプリント基板の所定の位置にクリームはんだを印刷し、はんだを加熱溶融して部品をはんだ付けして部品をはんだ付けする技術に関する。スルーホール上に供給されたクリームはんだをプリント基板の上面側に押し出すことにより、搬送中のはんだの落下を防止する。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。
【００３１】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係るはんだ印刷装置の構成を示す図である。図１に示すように、実施の形態１に係るはんだ印刷装置は、コンベア１０、サイドクランプ１１、上面クランプ１２、スキージ１３、ガイドレール１４、バックアップ治具１５を備えている。
【００３２】
図１において一対のコンベア１０は、前後方向に延在している。一対のコンベア１０は、クリームはんだが印刷されるプリント基板２０の下面の左右の端辺にそれぞれ当接する。コンベア１０が図示しない回転機構により回転することにより、プリント基板２０が搬送される。
【００３３】
サイドクランプ１１は、クリームはんだ１８を印刷する際に、プリント基板２０を側面から固定するものである。なお、サイドクランプ１１は、コンベア１０のガイドレールを兼ねている。
【００３４】
上面クランプ１２は、プリント基板２０の上面側に当接し、位置決めを行うものである。また、上面クランプ１２は、後述するようにクリームはんだ１８をスルーホール２１を介してプリント基板２０の上面側に移動させる際に、プリント基板２０をバックアップ治具１５に固定する役割を果たす。図１に示す例では、Ｌ字型の上面クランプ１２が回転して、サイドクランプ１１の上面とプリント基板２０の上面とに接触し、プリント基板２０とバックアップ治具１５とを固定している。
【００３５】
スキージ１３は、ガイドレール１４に移動可能に保持されている。ガイドレール１４は、プリント基板２０の上方に配置されている。ガイドレール１４は、プリント基板２０と平行に左右方向に延在している。スキージ１３は、ガイドレール１４が延在する方向に沿って移動する。
【００３６】
バックアップ治具１５は、矩形の板状部材である。バックアップ治具１５は、クリームはんだ１８をプリント基板２０に印刷する際にプリント基板２０が撓まないように、プリント基板２０の下面を保持する。
【００３７】
また、バックアップ治具１５は、圧力室１６、エアー供給口１７を有している。圧力室１６は、プリント基板２０に設けられたスルーホール２１に対応して設けられている。図１に示す例では、複数のスルーホール２１に対して１つの圧力室１６が設けられている。これにより、プリント基板２０上の複数のスルーホール２１に対して、均等に圧力を印加することができる。なお、エアー供給口１７には、図示しない圧力レギュレータが設けられている。圧力レギュレータにより、圧力室１６内の圧力が調整される。
【００３８】
エアー供給口１７から圧力室１６にエアーを供給することにより、圧力室１６内の圧力がプリント基板２０の上側の圧力（大気圧）より高い正圧となる。プリント基板２０の下面側から正圧を印加することにより、クリームはんだ１８をスルーホール２１を介してプリント基板２０の上面側に移動させることができる。すなわち、圧力印加部には、圧力室１６、エアー供給口１７が含まれる。
【００３９】
なお、各スルーホール２１に対して個別に圧力を印加するようにしてもよい。例えば、各スルーホール２１に対して、それぞれ別個の圧力室１６を設けることができる。また、スルーホール２１の大きさ、厚み等に対応して、印加する圧力を変化させることが好ましい。これにより、各スルーホール２１において、個別にクリームはんだ１８が落下しない最適な状態にすることが可能となる。
【００４０】
メタルマスク３０は、スキージ１３とプリント基板２０との間に配置される。メタルマスク３０は、プリント基板２０のスルーホール２１に対応して形成された開口部３１を有している。メタルマスク３０をプリント基板２０に乗せ、クリームはんだ１８をスキージ１３で開口部３１中に押し込むことにより、スルーホール２１内にクリームはんだ１８が印刷される。
【００４１】
なお、ここでは図示していないが、プリント基板２０とメタルマスク３０との位置合わせを行うためのカメラ等を有していてもよい。
【００４２】
ここで、図２Ａ〜２Ｆを参照して、実施の形態１に係るはんだ印刷機の動作について説明する。図２Ａに示すように、上面クランプ１２が回転してサイドクランプ１１の上面に接触する。上面クランプ１２は、サイドクランプ１１から内側のプリント基板２０の上側まで延在する。
【００４３】
その後、バックアップ治具１５が上に移動することにより、プリント基板２０はコンベア１０から離れ、プリント基板２０が上面クランプ１２に接触する。そして、左右のサイドクランプ１１がそれぞれプリント基板２０側に移動して、プリント基板２０の対向する左右の面に接触する。これにより、プリント基板２０が固定される。
【００４４】
次に、図２Ｂに示すように、上面クランプ１２がプリント基板２０の上側から退避する。そして、プリント基板２０を保持したコンベア１０、サイドクランプ１１及びバックアップ治具１５が上昇して、プリント基板２０がメタルマスク３０に接触する。このとき、メタルマスク３０の開口部３１がプリント基板２０のスルーホール２１上に来るように、位置合わせが行われる。
【００４５】
そして、図２Ｃに示すように、スキージ１３をメタルマスク３０表面に沿って移動させながら、クリームはんだ１８を押圧する。そして、クリームはんだ１８を開口部３１を介して、プリント基板２０上に押し出す。クリームはんだ１８を印刷している際に、プリント基板２０はバックアップ治具１５により保持されているため、プリント基板２０が撓むことはない。
【００４６】
スキージ１３の移動速度や、メタルマスク３０に対する傾き、往復回数等を調整することにより、適切なはんだ量を確保することができる。プリント基板２０上に印刷されたクリームはんだ１８は、図２Ｃに示すように、スルーホール２１内に侵入し、プリント基板２０の下面側まで到達する。
【００４７】
メタルマスク３０は、従来から用いられていた厚みのものを用いることができる。従って、メタルマスク３０の開口部３１にクリームはんだ１８が詰まってしまうという、いわゆる版抜け不良の問題は発生しない。
【００４８】
その後、図２Ｄに示すように、プリント基板２０を保持した状態でコンベア１０、サイドクランプ１１及びバックアップ治具１５が下降することにより、プリント基板２０の上面からメタルマスク３０が離れる。そして、上面クランプ１２が再び回転し、サイドクランプ１１の上面及びプリント基板２０の上面に当接する。上面クランプ１２により、プリント基板２０がバックアップ治具１５に固定される。
【００４９】
そして、エアー供給口１７からエアーを供給することにより、スルーホール２１内のクリームはんだ１８に正圧を印加する。これにより、図２Ｅに示すように、プリント基板２０の下面側に突出していたクリームはんだ１８が、プリント基板２０の上面側に押し出される。
【００５０】
クリームはんだ１８がプリント基板２０の下面から突出しない状態になるまで、圧力が印加される。上述したメタルマスク３０とプリント基板２０との位置合わせを行う際に用いられるカメラを用いて、クリームはんだ１８の状態を観察することができる。或いは、クリームはんだ１８がプリント基板２０の下面から突出しない状態を検出するセンサを別途設けてもよい。
【００５１】
クリームはんだ１８がプリント基板２０の下面から突出しない状態になると、圧力室１６へのエアーの供給を停止し、図２Ｆに示すように、上面クランプ１２が回転してプリント基板２０の上面側から退避する。また、バックアップ治具１５がプリント基板２０から離れる下方に移動する。さらに、プリント基板２０の左右に配置されるサイドクランプ１１が、それぞれプリント基板２０から離れる方向に移動する。これにより、プリント基板２０はコンベア１０に保持され、払い出される。
【００５２】
ここで、図３Ａ〜３Ｆを参照して、実施の形態１に係るはんだ印刷装置を用いたはんだ付け方法を説明する。図３Ａ〜３Ｃは、上述したはんだ印刷装置を用いたはんだ印刷及び加圧工程を示している。図３Ｄは、リード付の挿入部品４０を実装する部品実装工程を示している。図３Ｅは、プリント基板２０中に供給したはんだを加熱するリフロー加工工程を示している。図３Ｆは、はんだ付けが完了した状態を示す図である。
【００５３】
図３Ａ〜３Ｂに示すように、スキージ１３を用いてクリームはんだ１８をメタルマスク３０を介して、プリント基板２０に印刷する。このとき、スルーホール２１内に必要なはんだ量を押し込むと、クリームはんだ１８の形状は、図３Ｂに示すようにプリント基板２０の下面から突出した形状となる。
【００５４】
その後、メタルマスク３０をプリント基板２０から離す。そして、クリームはんだ１８の印刷直後に、図３Ｃに示すように、プリント基板２０の下面側から圧力を印加して、スルーホール２１内のクリームはんだ１８をプリント基板２０の上面側に移動させる。これにより、クリームはんだ１８はプリント基板２０の下面からは突出せず、プリント基板２０の上面側に略球状のクリームはんだ１８が形成される。また、スルーホール２１は、クリームはんだ１８により充填されている。
【００５５】
その後、プリント基板２０は部品実装工程に搬送される。上述の通り、クリームはんだ１８は、プリント基板２０の下面から突出しておらず、略球状のクリームはんだがプリント基板２０の上面側に形成されている状態である。このため、部品実装工程に搬送中のクリームはんだ１８が落下するおそれは少なくなる。
【００５６】
そして、図３Ｄに示すように、部品実装工程において、挿入部品の一例であるリード４１を有するコネクタ４０がスルーホール２１内に挿入される。リード４１が挿入されると、プリント基板２０の上面にさしかかる位置までは、リード４１はクリームはんだ１８を押しのけるようにクリームはんだ１８内に挿入されていく。その後、スルーホール２１内では、リード４１は、クリームはんだ１８をプリント基板２０の下面側に押し出しながら進んでいく。
【００５７】
リード４１が最終的な挿入終了位置に到達したときには、図３Ｅに示すように、リード４１の先端にわずかにクリームはんだ１８が付着した状態となる。そして、この状態のプリント基板２０がリフロー加熱工程に搬送されて、クリームはんだ１８が加熱される。上述のように、リード４１の先端には、わずかにクリームはんだ１８が付着した状態であるため、リフロー加熱工程に搬送中に振動が発生したとしても、クリームはんだ１８が落下することがない。
【００５８】
スルーホール２１からあふれたクリームはんだ１８は、溶融後に現れる溶融はんだの表面張力によりスルーホール２１中に吸い込まれ、図３Ｆに示すように、釣り合いの取れたフィレット形状を形成し接合は完了する。これにより、十分なはんだ量を確保することができ、プリント基板２０とコネクタ４０とを良好に接合することが可能となる。
【００５９】
ここで、図５Ａ〜５Ｅを参照して、はんだ付け方法の比較例について説明する。図５Ａ〜５Ｂは、はんだ印刷工程を示している。図５Ｃは、リード付の挿入部品４０を実装する部品実装工程を示している。図５Ｄは、プリント基板２０中に供給したはんだを加熱するリフロー加熱工程を示している。図５Ｅは、はんだ付けが完了した状態を示す図である。この比較例では、本実施の形態１のように、クリームはんだ１８のプリント基板２０上側への押し出しを行わない。
【００６０】
図５Ａ〜５Ｂに示すように、スルーホール２１内に必要なはんだ量を押し込むと、クリームはんだ１８の形状は、図５Ｂに示すようにプリント基板２０の下面から突出した形状となる。この状態で、プリント基板２０は部品実装工程に搬送される。クリームはんだ１８は、プリント基板２０の下面から突出しているため、部品実装工程への搬送中の振動によりクリームはんだ１８が落下するというおそれがある。
【００６１】
そして、図５Ｃに示すように、部品実装工程において、コネクタ４０のリード４１がスルーホール２１内に挿入される。リード４１が挿入されると、スルーホール２１の内部及びプリント基板２０の下面から突出していたクリームはんだ１８がリード４１に押し出される。
【００６２】
これにより、図５Ｄに示すように、リード４１の先端に大量のクリームはんだ１８がぶら下がった状態で、リフロー工程に搬送される。リード４１の先端に付着したクリームはんだ１８は、狭い面積のリード４１先端に働くクリームはんだ１８自身の粘着力のみでぶら下がっている。このため、リフロー工程への搬送途中に、クリームはんだ１８が落下する危険性がさらに高くなる。クリームはんだ１８が搬送途中に落下すると、図５Ｅのようにプリント基板２０とコネクタ４０との間のはんだ量が不足し、接合状態が悪化する。
【００６３】
この比較例と比較すると、実施の形態１に係るはんだ付け方法では、リード４１の先端に付着するクリームはんだ１８の量は、自身の粘着性のみで落下することなく次の工程まで搬送可能な量となる。
【００６４】
以上説明したように、実施の形態１にかかるはんだ印刷機では、印刷時にプリント基板２０の撓みを防止するためのバックアップ治具１５に、クリームはんだ１８をプリント基板２０の上面に移動させるための圧力印加部を設けた。これにより、クリームはんだ１８の印刷直後に、クリームはんだ１８をプリント基板２０の上面側に移動させることができる。これにより、リード４１の先端に付着するクリームはんだ１８の量を抑制することができ、搬送中の振動によるクリームはんだ１８の落下を防止することが可能となる。
【００６５】
なお、上述の例では、圧力印加部によりプリント基板２０の下面から突出しないように、スルーホール２１内とプリント基板２０の上面側に押し出すようにしたが、これに限定されない。例えば、クリームはんだ１８をスルーホール２１内から完全に押し出し、プリント基板２０の上面のスルーホール２１近傍に移動させるようにしてもよい。スルーホール２１内からクリームはんだ１８が完全に押し出されても、クリームはんだ１８を加熱溶融すると表面張力によりスルーホール２１内に引き込まれる。
【００６６】
スルーホール２１内から完全にクリームはんだ１８が押し出され、プリント基板２０上のスルーホール２１近傍に移動されたか否かを観察するため、圧力室１６内の圧力をモニタする圧力センサを設けてもよい。
【００６７】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るはんだ印刷装置について図４を参照して説明する。図４は、実施の形態２に係るはんだ印刷装置の圧力印加部の構成を示す図である。圧力印加部以外の構成については、図１に示すはんだ印刷装置と同一の構成を用いることができるため、図示を省略している。
【００６８】
実施の形態２に係る圧力印加部は、クリームはんだ１８の印刷後に、プリント基板２０の上面側から、クリームはんだ１８に対して内部圧力が大気圧よりも低い負圧を印加する。これにより、プリント基板２０の下面から突出するクリームはんだ１８を上面側に引き出すことができ、搬送中の振動によるクリームはんだ１８の落下を防止することが可能となる。なお、負圧を印加する圧力印加部は、はんだ印刷機内に設けてもよく、はんだ印刷機外に設けてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１０ コンベア
１１ サイドクランプ
１２ 上面クランプ
１３ スキージ
１４ ガイドレール
１５ バックアップ治具
１６ 圧力室
１７ エアー供給口
１８ クリームはんだ
２０ プリント基板
２１ スルーホール
３０ メタルマスク
３１ 開口部
４０ コネクタ
４１ リード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ印刷機及びはんだ付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板に部品をはんだ付けする方法として、メタルマスクを用いてプリント基板の所定の位置にクリームはんだを印刷し、はんだを加熱溶融して部品をはんだ付けする方法が知られている。従来から、リード付の挿入部品に対しても、このような表面実装技術（ＳＭＴ：Surface mount technology）が適用されている。
【０００３】
特許文献１には、プリント基板のスルーホールに部品のリードを挿入してはんだ付けする方法が記載されている。特許文献１に記載のメタルマスクには、スルーホール上の一部にリードと略同径の目隠し部が設けられている。このようなメタルマスクを用いてクリームはんだを印刷することにより、スルーホールに供給されるクリームはんだにリードと略同径の孔が設けられる。これにより、スルーホールにリードを挿入した場合に、クリームはんだが押し出されるのを防止し、はんだ量が不足するのを抑制している
【０００４】
特許文献２には、プリント基板の表面と裏面の両方に、表面実装部品、挿入部品を実装する方法が記載されている。特許文献２では、裏面のパッドにクリームはんだを供給する際にスルーホールにもクリームはんだを予め供給している。その後、裏面と同様に、表面のパッドとスルーホール上にクリームはんだを印刷して、表面・裏面同時にはんだ付けを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３０５２７２号公報
【特許文献２】特開平９−２７６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
挿入部品をＳＭＴで実装する場合、接合の信頼性及び検査の視認性を確保するため、部品とプリント基板の接合部のはんだ量を十分に確保することが重要となる。
【０００７】
特許文献１において、十分なはんだ量を確保するために、メタルマスクの開口面積の拡大やメタルマスク厚を厚くすることが考えられる。しかしながら、開口面積を拡大すると、はんだがスルーホールを覆って広く印刷されることとなる。このはんだが、溶融時に引きちぎられてはんだボールとなり、狭ピッチのＩＣに付着すると、回路ショートが発生する恐れがある。また、メタルマスク厚を厚くすると、はんだがプリント基板上に転写されず、メタルマスクに詰まったままとなる、いわゆる版抜け不良が発生するおそれがある。
【０００８】
特許文献２では、表面と裏面の両面において、スルーホール上にはんだを印刷している。しかし、版抜け不良を起こさないためのメタルマスク厚はせいぜい数百μｍであるため、挿入部品に必要なはんだ量を確保しようとすると、メタルマスク厚を厚くする必要があり、上記と同様の問題が発生する。
【０００９】
また、クリームはんだを塗布するためのスキージの速度や角度等を調整して、スルーホール内にクリームはんだを押し込むことによりはんだ量を確保しようとすると、次の工程にプリント基板を搬送する際、あるいは、リードをスルーホール内に挿入したときに、クリームはんだが落下してしまう恐れがある。
【００１０】
メタルマスクによる印刷工程では、挿入部品が実装される箇所のみを局所的にはんだ厚を厚くできないため、はんだ印刷機と併せて、インクジェット式やディスペンサ式のはんだ供給装置を用いることも考えられる。しかし、これらの装置への投資が必要となるとともに、加工時間が長くなるという問題が発生する。
【００１１】
一方、はんだ量の不足分をチップ型はんだ等の整形はんだで補う方法も考えられる。しかし、チップ型はんだを実装するためのプリント基板上のデッドスペースが増加したり、及びクリームはんだより高価なチップはんだの部品費がかかるという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記のような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、スルーホールを有するプリント基板にクリームはんだを印刷した後のクリームはんだの落下を防止することができるはんだ印刷装置及びはんだ付け方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様に係るはんだ印刷機は、開口部を有するマスクを介して、クリームはんだをプリント基板に形成されたスルーホール内に印刷するスキージと、前記スルーホール内に印刷されたクリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させる圧力印加部とを備える。これにより、クリームはんだの落下の恐れを低減することができる。
【００１４】
本発明の第２の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、前記圧力印加部は、印刷されたクリームはんだに対し、前記プリント基板の下面側から正圧を印加して移動させることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第３の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、前記クリームはんだを印刷する際に、前記プリント基板を保持するバックアップ治具をさらに備え、前記圧力印加部は、前記バックアップ治具に設けられることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第４の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、前記圧力印加部は、前記プリント基板の前記スルーホールに対応して設けられた圧力室と、前記圧力室にエアーを印加するエアー供給口とを含むものである。
【００１７】
本発明の第５の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、複数のスルーホールに対して１つの前記圧力室が設けられていることを特徴とするものである。これにより、複数のスルーホールに対して均等に圧力を印加することが可能となる。
【００１８】
本発明の第６の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、複数のスルーホールにそれぞれ対応して、複数の圧力室が設けられていることを特徴とするものである。これにより、複数のスルーホールのそれぞれに合わせて、圧力を調整することが可能となる。
【００１９】
本発明の第７の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、前記複数のスルーホールの形状に対応して、異なる圧力が印加されることを特徴とするものである。これにより、各スルーホールにおいて、クリームはんだを落下を防止できる最適な状態にすることが可能となる。
【００２０】
本発明の第８の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、前記圧力印加部は、印刷されたクリームはんだに対し、前記プリント基板の上面側から負圧を印加することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第９の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、前記スルーホール内に印刷された前記クリームはんだが、前記プリント基板の下面から突出するか否かを観察するセンサを備えることを特徴とするものである。これにより、より確実にクリームはんだの落下を防止することが可能となる。
【００２２】
本発明の第１０の態様に係るはんだ印刷機は、上記のはんだ印刷機において、前記スルーホール内に印刷された前記クリームはんだが、前記スルーホール内から前記プリント基板上の前記スルーホール近傍に移動したか否かを観察するセンサをさらに備える請求項１〜９のいずれか１項に記載のはんだ印刷装置。これにより、確実にクリームはんだの落下を防止することが可能となる。
【００２３】
本発明の第１１の態様に係るはんだ付け方法は、プリント基板に形成されたスルーホールにリード付の挿入部品をはんだ付けするはんだ付け方法であって、前記スルーホール内にクリームはんだを印刷し、前記クリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させ、前記クリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させた後に、前記リードを前記スルーホールに挿入し、前記クリームはんだを加熱することを特徴とする。これにより、プリント基板の搬送中や、リード挿入時のクリームはんだの落下の恐れを抑制することができる。
【００２４】
本発明の第１２の態様に係るはんだ付け方法は、上記のはんだ付け方法において、前記クリームはんだが前記プリント基板の下面から突出しないように、前記クリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させることを特徴とする。これにより、より確実にクリームはんだの落下を防止することが可能となる。
【００２５】
本発明の第１３の態様に係るはんだ付け方法は、上記のはんだ付け方法において、前記クリームはんだが前記スルーホール内に残存しないように、当該クリームはんだを前記プリント基板上の前記スルーホール近傍に移動させることを特徴とする。これにより、確実にクリームはんだの落下を防止することが可能となる。
【００２６】
本発明の第１４の態様に係るはんだ付け方法は、上記のはんだ付け方法において、前記プリント基板の下面側から正圧を印加する、又は、前記プリント基板の上面側から負圧を印加することにより、前記クリームはんだを移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、スルーホールを有するプリント基板にクリームはんだを印刷した後のクリームはんだの落下を防止することができるはんだ印刷装置及びはんだ付け方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態１に係るはんだ印刷装置の構成を示す図である。
【図２Ａ】実施の形態１に係るはんだ印刷機の動作を説明する図である。
【図２Ｂ】実施の形態１に係るはんだ印刷機の動作を説明する図である。
【図２Ｃ】実施の形態１に係るはんだ印刷機の動作を説明する図である。
【図２Ｄ】実施の形態１に係るはんだ印刷機の動作を説明する図である。
【図２Ｅ】実施の形態１に係るはんだ印刷機の動作を説明する図である。
【図２Ｆ】実施の形態１に係るはんだ印刷機の動作を説明する図である。
【図３Ａ】実施の形態１に係るはんだ付け方法を説明する図である。
【図３Ｂ】実施の形態１に係るはんだ付け方法を説明する図である。
【図３Ｃ】実施の形態１に係るはんだ付け方法を説明する図である。
【図３Ｄ】実施の形態１に係るはんだ付け方法を説明する図である。
【図３Ｅ】実施の形態１に係るはんだ付け方法を説明する図である。
【図３Ｆ】実施の形態１に係るはんだ付け方法を説明する図である。
【図４】実施の形態２に係るはんだ印刷装置の構成を示す図である。
【図５Ａ】はんだ付け方法の比較例を示す図である。
【図５Ｂ】はんだ付け方法の比較例を示す図である。
【図５Ｃ】はんだ付け方法の比較例を示す図である。
【図５Ｄ】はんだ付け方法の比較例を示す図である。
【図５Ｅ】はんだ付け方法の比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明は、メタルマスクを用いてプリント基板の所定の位置にクリームはんだを印刷し、はんだを加熱溶融して部品をはんだ付けして部品をはんだ付けする技術に関する。スルーホール上に供給されたクリームはんだをプリント基板の上面側に押し出すことにより、搬送中のはんだの落下を防止する。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。
【００３１】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係るはんだ印刷装置の構成を示す図である。図１に示すように、実施の形態１に係るはんだ印刷装置は、コンベア１０、サイドクランプ１１、上面クランプ１２、スキージ１３、ガイドレール１４、バックアップ治具１５を備えている。
【００３２】
図１において一対のコンベア１０は、前後方向に延在している。一対のコンベア１０は、クリームはんだが印刷されるプリント基板２０の下面の左右の端辺にそれぞれ当接する。コンベア１０が図示しない回転機構により回転することにより、プリント基板２０が搬送される。
【００３３】
サイドクランプ１１は、クリームはんだ１８を印刷する際に、プリント基板２０を側面から固定するものである。なお、サイドクランプ１１は、コンベア１０のガイドレールを兼ねている。
【００３４】
上面クランプ１２は、プリント基板２０の上面側に当接し、位置決めを行うものである。また、上面クランプ１２は、後述するようにクリームはんだ１８をスルーホール２１を介してプリント基板２０の上面側に移動させる際に、プリント基板２０をバックアップ治具１５に固定する役割を果たす。図１に示す例では、Ｌ字型の上面クランプ１２が回転して、サイドクランプ１１の上面とプリント基板２０の上面とに接触し、プリント基板２０とバックアップ治具１５とを固定している。
【００３５】
スキージ１３は、ガイドレール１４に移動可能に保持されている。ガイドレール１４は、プリント基板２０の上方に配置されている。ガイドレール１４は、プリント基板２０と平行に左右方向に延在している。スキージ１３は、ガイドレール１４が延在する方向に沿って移動する。
【００３６】
バックアップ治具１５は、矩形の板状部材である。バックアップ治具１５は、クリームはんだ１８をプリント基板２０に印刷する際にプリント基板２０が撓まないように、プリント基板２０の下面を保持する。
【００３７】
また、バックアップ治具１５は、圧力室１６、エアー供給口１７を有している。圧力室１６は、プリント基板２０に設けられたスルーホール２１に対応して設けられている。図１に示す例では、複数のスルーホール２１に対して１つの圧力室１６が設けられている。これにより、プリント基板２０上の複数のスルーホール２１に対して、均等に圧力を印加することができる。なお、エアー供給口１７には、図示しない圧力レギュレータが設けられている。圧力レギュレータにより、圧力室１６内の圧力が調整される。
【００３８】
エアー供給口１７から圧力室１６にエアーを供給することにより、圧力室１６内の圧力がプリント基板２０の上側の圧力（大気圧）より高い正圧となる。プリント基板２０の下面側から正圧を印加することにより、クリームはんだ１８をスルーホール２１を介してプリント基板２０の上面側に移動させることができる。すなわち、圧力印加部には、圧力室１６、エアー供給口１７が含まれる。
【００３９】
なお、各スルーホール２１に対して個別に圧力を印加するようにしてもよい。例えば、各スルーホール２１に対して、それぞれ別個の圧力室１６を設けることができる。また、スルーホール２１の大きさ、厚み等に対応して、印加する圧力を変化させることが好ましい。これにより、各スルーホール２１において、個別にクリームはんだ１８が落下しない最適な状態にすることが可能となる。
【００４０】
メタルマスク３０は、スキージ１３とプリント基板２０との間に配置される。メタルマスク３０は、プリント基板２０のスルーホール２１に対応して形成された開口部３１を有している。メタルマスク３０をプリント基板２０に乗せ、クリームはんだ１８をスキージ１３で開口部３１中に押し込むことにより、スルーホール２１内にクリームはんだ１８が印刷される。
【００４１】
なお、ここでは図示していないが、プリント基板２０とメタルマスク３０との位置合わせを行うためのカメラ等を有していてもよい。
【００４２】
ここで、図２Ａ〜２Ｆを参照して、実施の形態１に係るはんだ印刷機の動作について説明する。図２Ａに示すように、上面クランプ１２が回転してサイドクランプ１１の上面に接触する。上面クランプ１２は、サイドクランプ１１から内側のプリント基板２０の上側まで延在する。
【００４３】
その後、バックアップ治具１５が上に移動することにより、プリント基板２０はコンベア１０から離れ、プリント基板２０が上面クランプ１２に接触する。そして、左右のサイドクランプ１１がそれぞれプリント基板２０側に移動して、プリント基板２０の対向する左右の面に接触する。これにより、プリント基板２０が固定される。
【００４４】
次に、図２Ｂに示すように、上面クランプ１２がプリント基板２０の上側から退避する。そして、プリント基板２０を保持したコンベア１０、サイドクランプ１１及びバックアップ治具１５が上昇して、プリント基板２０がメタルマスク３０に接触する。このとき、メタルマスク３０の開口部３１がプリント基板２０のスルーホール２１上に来るように、位置合わせが行われる。
【００４５】
そして、図２Ｃに示すように、スキージ１３をメタルマスク３０表面に沿って移動させながら、クリームはんだ１８を押圧する。そして、クリームはんだ１８を開口部３１を介して、プリント基板２０上に押し出す。クリームはんだ１８を印刷している際に、プリント基板２０はバックアップ治具１５により保持されているため、プリント基板２０が撓むことはない。
【００４６】
スキージ１３の移動速度や、メタルマスク３０に対する傾き、往復回数等を調整することにより、適切なはんだ量を確保することができる。プリント基板２０上に印刷されたクリームはんだ１８は、図２Ｃに示すように、スルーホール２１内に侵入し、プリント基板２０の下面側まで到達する。
【００４７】
メタルマスク３０は、従来から用いられていた厚みのものを用いることができる。従って、メタルマスク３０の開口部３１にクリームはんだ１８が詰まってしまうという、いわゆる版抜け不良の問題は発生しない。
【００４８】
その後、図２Ｄに示すように、プリント基板２０を保持した状態でコンベア１０、サイドクランプ１１及びバックアップ治具１５が下降することにより、プリント基板２０の上面からメタルマスク３０が離れる。そして、上面クランプ１２が再び回転し、サイドクランプ１１の上面及びプリント基板２０の上面に当接する。上面クランプ１２により、プリント基板２０がバックアップ治具１５に固定される。
【００４９】
そして、エアー供給口１７からエアーを供給することにより、スルーホール２１内のクリームはんだ１８に正圧を印加する。これにより、図２Ｅに示すように、プリント基板２０の下面側に突出していたクリームはんだ１８が、プリント基板２０の上面側に押し出される。
【００５０】
クリームはんだ１８がプリント基板２０の下面から突出しない状態になるまで、圧力が印加される。上述したメタルマスク３０とプリント基板２０との位置合わせを行う際に用いられるカメラを用いて、クリームはんだ１８の状態を観察することができる。或いは、クリームはんだ１８がプリント基板２０の下面から突出しない状態を検出するセンサを別途設けてもよい。
【００５１】
クリームはんだ１８がプリント基板２０の下面から突出しない状態になると、圧力室１６へのエアーの供給を停止し、図２Ｆに示すように、上面クランプ１２が回転してプリント基板２０の上面側から退避する。また、バックアップ治具１５がプリント基板２０から離れる下方に移動する。さらに、プリント基板２０の左右に配置されるサイドクランプ１１が、それぞれプリント基板２０から離れる方向に移動する。これにより、プリント基板２０はコンベア１０に保持され、払い出される。
【００５２】
ここで、図３Ａ〜３Ｆを参照して、実施の形態１に係るはんだ印刷装置を用いたはんだ付け方法を説明する。図３Ａ〜３Ｃは、上述したはんだ印刷装置を用いたはんだ印刷及び加圧工程を示している。図３Ｄは、リード付の挿入部品４０を実装する部品実装工程を示している。図３Ｅは、プリント基板２０中に供給したはんだを加熱するリフロー加工工程を示している。図３Ｆは、はんだ付けが完了した状態を示す図である。
【００５３】
図３Ａ〜３Ｂに示すように、スキージ１３を用いてクリームはんだ１８をメタルマスク３０を介して、プリント基板２０に印刷する。このとき、スルーホール２１内に必要なはんだ量を押し込むと、クリームはんだ１８の形状は、図３Ｂに示すようにプリント基板２０の下面から突出した形状となる。
【００５４】
その後、メタルマスク３０をプリント基板２０から離す。そして、クリームはんだ１８の印刷直後に、図３Ｃに示すように、プリント基板２０の下面側から圧力を印加して、スルーホール２１内のクリームはんだ１８をプリント基板２０の上面側に移動させる。これにより、クリームはんだ１８はプリント基板２０の下面からは突出せず、プリント基板２０の上面側に略球状のクリームはんだ１８が形成される。また、スルーホール２１は、クリームはんだ１８により充填されている。
【００５５】
その後、プリント基板２０は部品実装工程に搬送される。上述の通り、クリームはんだ１８は、プリント基板２０の下面から突出しておらず、略球状のクリームはんだがプリント基板２０の上面側に形成されている状態である。このため、部品実装工程に搬送中のクリームはんだ１８が落下するおそれは少なくなる。
【００５６】
そして、図３Ｄに示すように、部品実装工程において、挿入部品の一例であるリード４１を有するコネクタ４０がスルーホール２１内に挿入される。リード４１が挿入されると、プリント基板２０の上面にさしかかる位置までは、リード４１はクリームはんだ１８を押しのけるようにクリームはんだ１８内に挿入されていく。その後、スルーホール２１内では、リード４１は、クリームはんだ１８をプリント基板２０の下面側に押し出しながら進んでいく。
【００５７】
リード４１が最終的な挿入終了位置に到達したときには、図３Ｅに示すように、リード４１の先端にわずかにクリームはんだ１８が付着した状態となる。そして、この状態のプリント基板２０がリフロー加熱工程に搬送されて、クリームはんだ１８が加熱される。上述のように、リード４１の先端には、わずかにクリームはんだ１８が付着した状態であるため、リフロー加熱工程に搬送中に振動が発生したとしても、クリームはんだ１８が落下することがない。
【００５８】
スルーホール２１からあふれたクリームはんだ１８は、溶融後に現れる溶融はんだの表面張力によりスルーホール２１中に吸い込まれ、図３Ｆに示すように、釣り合いの取れたフィレット形状を形成し接合は完了する。これにより、十分なはんだ量を確保することができ、プリント基板２０とコネクタ４０とを良好に接合することが可能となる。
【００５９】
ここで、図５Ａ〜５Ｅを参照して、はんだ付け方法の比較例について説明する。図５Ａ〜５Ｂは、はんだ印刷工程を示している。図５Ｃは、リード付の挿入部品４０を実装する部品実装工程を示している。図５Ｄは、プリント基板２０中に供給したはんだを加熱するリフロー加熱工程を示している。図５Ｅは、はんだ付けが完了した状態を示す図である。この比較例では、本実施の形態１のように、クリームはんだ１８のプリント基板２０上側への押し出しを行わない。
【００６０】
図５Ａ〜５Ｂに示すように、スルーホール２１内に必要なはんだ量を押し込むと、クリームはんだ１８の形状は、図５Ｂに示すようにプリント基板２０の下面から突出した形状となる。この状態で、プリント基板２０は部品実装工程に搬送される。クリームはんだ１８は、プリント基板２０の下面から突出しているため、部品実装工程への搬送中の振動によりクリームはんだ１８が落下するというおそれがある。
【００６１】
そして、図５Ｃに示すように、部品実装工程において、コネクタ４０のリード４１がスルーホール２１内に挿入される。リード４１が挿入されると、スルーホール２１の内部及びプリント基板２０の下面から突出していたクリームはんだ１８がリード４１に押し出される。
【００６２】
これにより、図５Ｄに示すように、リード４１の先端に大量のクリームはんだ１８がぶら下がった状態で、リフロー工程に搬送される。リード４１の先端に付着したクリームはんだ１８は、狭い面積のリード４１先端に働くクリームはんだ１８自身の粘着力のみでぶら下がっている。このため、リフロー工程への搬送途中に、クリームはんだ１８が落下する危険性がさらに高くなる。クリームはんだ１８が搬送途中に落下すると、図５Ｅのようにプリント基板２０とコネクタ４０との間のはんだ量が不足し、接合状態が悪化する。
【００６３】
この比較例と比較すると、実施の形態１に係るはんだ付け方法では、リード４１の先端に付着するクリームはんだ１８の量は、自身の粘着性のみで落下することなく次の工程まで搬送可能な量となる。
【００６４】
以上説明したように、実施の形態１にかかるはんだ印刷機では、印刷時にプリント基板２０の撓みを防止するためのバックアップ治具１５に、クリームはんだ１８をプリント基板２０の上面に移動させるための圧力印加部を設けた。これにより、クリームはんだ１８の印刷直後に、クリームはんだ１８をプリント基板２０の上面側に移動させることができる。これにより、リード４１の先端に付着するクリームはんだ１８の量を抑制することができ、搬送中の振動によるクリームはんだ１８の落下を防止することが可能となる。
【００６５】
なお、上述の例では、圧力印加部によりプリント基板２０の下面から突出しないように、スルーホール２１内とプリント基板２０の上面側に押し出すようにしたが、これに限定されない。例えば、クリームはんだ１８をスルーホール２１内から完全に押し出し、プリント基板２０の上面のスルーホール２１近傍に移動させるようにしてもよい。スルーホール２１内からクリームはんだ１８が完全に押し出されても、クリームはんだ１８を加熱溶融すると表面張力によりスルーホール２１内に引き込まれる。
【００６６】
スルーホール２１内から完全にクリームはんだ１８が押し出され、プリント基板２０上のスルーホール２１近傍に移動されたか否かを観察するため、圧力室１６内の圧力をモニタする圧力センサを設けてもよい。
【００６７】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るはんだ印刷装置について図４を参照して説明する。図４は、実施の形態２に係るはんだ印刷装置の圧力印加部の構成を示す図である。圧力印加部以外の構成については、図１に示すはんだ印刷装置と同一の構成を用いることができるため、図示を省略している。
【００６８】
実施の形態２に係る圧力印加部は、クリームはんだ１８の印刷後に、プリント基板２０の上面側から、クリームはんだ１８に対して内部圧力が大気圧よりも低い負圧を印加する。これにより、プリント基板２０の下面から突出するクリームはんだ１８を上面側に引き出すことができ、搬送中の振動によるクリームはんだ１８の落下を防止することが可能となる。なお、負圧を印加する圧力印加部は、はんだ印刷機内に設けてもよく、はんだ印刷機外に設けてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１０ コンベア
１１ サイドクランプ
１２ 上面クランプ
１３ スキージ
１４ ガイドレール
１５ バックアップ治具
１６ 圧力室
１７ エアー供給口
１８ クリームはんだ
２０ プリント基板
２１ スルーホール
３０ メタルマスク
３１ 開口部
４０ コネクタ
４１ リード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するマスクを介して、クリームはんだをプリント基板に形成されたスルーホール内に印刷するスキージと、
前記スルーホール内に印刷されたクリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させる圧力印加部と、
を備えるはんだ印刷装置。
【請求項２】
前記圧力印加部は、印刷された前記クリームはんだに対し、前記プリント基板の下面側がから正圧を印加して移動させることを特徴とする請求項１に記載のはんだ印刷装置。
【請求項３】
前記クリームはんだを印刷する際に、前記プリント基板を保持するバックアップ治具をさらに備え、
前記圧力印加部は、前記バックアップ治具に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のはんだ印刷装置。
【請求項４】
前記圧力印加部は、
前記プリント基板の前記スルーホールに対応して設けられた圧力室と、
前記圧力室にエアーを印加するエアー供給口と、
を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のはんだ印刷装置。
【請求項５】
複数のスルーホールに対して１つの前記圧力室が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のはんだ印刷装置。
【請求項６】
複数のスルーホールにそれぞれ対応して、複数の圧力室が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のはんだ印刷装置。
【請求項７】
前記複数のスルーホールの形状に対応して、異なる圧力が印加されることを特徴とする請求項６に記載のはんだ印刷装置。
【請求項８】
前記圧力印加部は、印刷されたクリームはんだに対し、前記プリント基板の上面側から負圧を印加することを特徴とする請求項１に記載のはんだ印刷装置。
【請求項９】
前記スルーホール内に印刷された前記クリームはんだが、前記プリント基板の下面から突出するか否かを観察するセンサを備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のはんだ印刷装置。
【請求項１０】
前記スルーホール内に印刷された前記クリームはんだが、前記スルーホール内から前記プリント基板上の前記スルーホール近傍に移動したか否かを観察するセンサをさらに備える請求項１〜９のいずれか１項に記載のはんだ印刷装置。
【請求項１１】
プリント基板に形成されたスルーホールにリード付の挿入部品をはんだ付けするはんだ付け方法であって、
前記スルーホール内にクリームはんだを印刷し、
前記クリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させ、
前記クリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させた後に、前記リードを前記スルーホールに挿入し、
前記クリームはんだを加熱することを特徴とするはんだ付け方法。
【請求項１２】
前記クリームはんだが前記プリント基板の下面から突出しないように、前記クリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させることを特徴とする請求項１１に記載のはんだ付け方法。
【請求項１３】
前記クリームはんだが前記スルーホール内に残存しないように、当該クリームはんだを前記プリント基板上の前記スルーホール近傍に移動させることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のはんだ付け方法。
【請求項１４】
前記プリント基板の下面側から正圧を印加する、又は、前記プリント基板の上面側から負圧を印加することにより、前記クリームはんだを移動させることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のはんだ付け方法。
【請求項１】
開口部を有するマスクを介して、クリームはんだをプリント基板に形成されたスルーホール内に印刷するスキージと、
前記スルーホール内に印刷されたクリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させる圧力印加部と、
を備えるはんだ印刷装置。
【請求項２】
前記圧力印加部は、印刷された前記クリームはんだに対し、前記プリント基板の下面側がから正圧を印加して移動させることを特徴とする請求項１に記載のはんだ印刷装置。
【請求項３】
前記クリームはんだを印刷する際に、前記プリント基板を保持するバックアップ治具をさらに備え、
前記圧力印加部は、前記バックアップ治具に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のはんだ印刷装置。
【請求項４】
前記圧力印加部は、
前記プリント基板の前記スルーホールに対応して設けられた圧力室と、
前記圧力室にエアーを印加するエアー供給口と、
を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のはんだ印刷装置。
【請求項５】
複数のスルーホールに対して１つの前記圧力室が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のはんだ印刷装置。
【請求項６】
複数のスルーホールにそれぞれ対応して、複数の圧力室が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のはんだ印刷装置。
【請求項７】
前記複数のスルーホールの形状に対応して、異なる圧力が印加されることを特徴とする請求項６に記載のはんだ印刷装置。
【請求項８】
前記圧力印加部は、印刷されたクリームはんだに対し、前記プリント基板の上面側から負圧を印加することを特徴とする請求項１に記載のはんだ印刷装置。
【請求項９】
前記スルーホール内に印刷された前記クリームはんだが、前記プリント基板の下面から突出するか否かを観察するセンサを備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のはんだ印刷装置。
【請求項１０】
前記スルーホール内に印刷された前記クリームはんだが、前記スルーホール内から前記プリント基板上の前記スルーホール近傍に移動したか否かを観察するセンサをさらに備える請求項１〜９のいずれか１項に記載のはんだ印刷装置。
【請求項１１】
プリント基板に形成されたスルーホールにリード付の挿入部品をはんだ付けするはんだ付け方法であって、
前記スルーホール内にクリームはんだを印刷し、
前記クリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させ、
前記クリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させた後に、前記リードを前記スルーホールに挿入し、
前記クリームはんだを加熱することを特徴とするはんだ付け方法。
【請求項１２】
前記クリームはんだが前記プリント基板の下面から突出しないように、前記クリームはんだを前記プリント基板の上面側に移動させることを特徴とする請求項１１に記載のはんだ付け方法。
【請求項１３】
前記クリームはんだが前記スルーホール内に残存しないように、当該クリームはんだを前記プリント基板上の前記スルーホール近傍に移動させることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のはんだ付け方法。
【請求項１４】
前記プリント基板の下面側から正圧を印加する、又は、前記プリント基板の上面側から負圧を印加することにより、前記クリームはんだを移動させることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のはんだ付け方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【公開番号】特開２０１３−５５２９６（Ｐ２０１３−５５２９６Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９４０６０（Ｐ２０１１−１９４０６０）
【出願日】平成２３年９月６日（２０１１．９．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月６日（２０１１．９．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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